1 概述（shù）

      在研發在線發動（dòng）機曲軸全自動圓角滾壓機床過程（chéng）中，筆者遇到了需要對曲（qǔ）軸直（zhí）線度進行精確測量的問（wèn）題。機（jī）床在完成各軸徑的滾壓（yā）後，需要對圓角滾壓後的曲軸變形量自動進行測（cè）量和分（fèn）析，需要自動測量（liàng）曲軸各主軸（zhóu）徑的徑向（xiàng）跳動，並將所測量的數據提供給計算機校直專家係統分析後給出滾壓校直參數，機床根據計（jì）算機專（zhuān）家係（xì）統提供的校（xiào）直參數對曲（qǔ）軸進行滾（gǔn）壓（yā）校直［1］。曲（qǔ）軸滾壓校直的效果如何直（zhí）接取決於測量數據（jù）。由於機床自動（dòng）加工（gōng）的需要，機床上檢測時（shí）曲軸采取的是中心孔兩端（duān）定位的方式，但（dàn）是被加工曲軸（zhóu）的圓角滾壓強化是產品最終加工工序，曲軸的精加工基準頂尖孔已經被破壞，軸端大頭頂尖（jiān）頂在曲軸大端（duān）的軸承孔倒角上［2］。曲軸（zhóu）直線度檢測布置圖如（rú）圖1 所示。

      由於采用大頭頂尖頂住（zhù）裝配用的倒角對曲軸定位，而曲軸大端定位（wèi）用的裝（zhuāng）配倒角的中心與主軸頸的加工（gōng）中心孔基準的同心度不高，其偏心情況如圖2 所示。采用該孔作為定（dìng）位基準，機床測量曲軸直線度時會產生較（jiào）大（dà）誤差，使得曲軸在（zài）機床上校直後無法通過V 型塊的台架（jià）檢測和ADCOL檢測儀的檢測。因此（cǐ）找出一種能消除曲軸（zhóu）大端定位誤差並且能將中心孔定位轉換為（wéi）對應的V 架檢測的方（fāng）法對曲軸直（zhí）線度檢測是非常重要的［3］。筆者采用了一（yī）種直線度測量基準變化（huà）的方法較好地解決了這個問題。

2 模型分析

      2. 1 測量（liàng）係統模型

      考察圖1 所示四缸曲軸（zhóu）檢（jiǎn）測情況。四缸曲軸（zhóu）被測主軸（zhóu）頸共5 個［4］，要測量的是主軸徑的徑向跳動(擺差)及其相位，將（jiāng）擺差A 和相位（wèi）角 的向量記成為:

      該測量值包含第5 主軸徑大（dà）頭頂（dǐng）尖的偏心和曲軸軸線擺動的綜（zōng）合影響。

      2. 2 係統分析

      在第1 和第5 主軸（zhóu）頸為測量基準的V 架曲軸直線（xiàn）度檢測係（xì）統（tǒng）中［5］，考慮到曲軸主軸頸加工采用精磨，軸（zhóu）頸的圓柱度在（zài）0. 01 mm 以內，為了（le）分析問題方便，可以將1、5 主軸（zhóu）頸在V 架測試跳動幅值視為0，即認為軸（zhóu）線跳動擺差完全由軸線誤差引起。為（wéi）了減小大端倒角偏心造成的曲軸各主（zhǔ）軸頸（jǐng）擺差測量結果的影響，並且使（shǐ）所（suǒ）測得的結（jié）果盡可能接近V 架（jià）測量情況，對模型作如下處理:將曲軸在機床實際測量軸（zhóu）線定義為（wéi）Ⅰ，大端倒角偏（piān）心引起的曲軸（zhóu）中線為Ⅱ［6］。由於第1 主軸頸（jǐng）靠近（jìn）尾座頂尖，其（qí）擺差一般很小，而且在台架測量時是V 架的支點，可以認為第1 主軸頸的擺差主要是由於大端倒角偏心引起的。為了消除大端倒角偏心對第1 主軸頸的影響（xiǎng），將軸線Ⅱ平移到第1主軸（zhóu）頸中心，如圖3 所示。

     平移後考察（chá）任意主軸頸i 和大（dà）端主軸頸5 相對於平移後的軸線Ⅲ的測量（liàng）值可根據圖4 得到［7］。根據圖4 可推導出:

     求出以Ⅲ軸為軸線的第i 軸擺（bǎi）差後，繼續消除（chú）大端頂尖偏心對（duì）第i 主軸頸的影響［8］。求出大端主軸頸偏心引起的擺差A′5在第i 個主軸（zhóu）頸的分量A′5i，轉化後實際（jì）擺差計算（suàn）圖如圖5 所示。

3 測量結果

      利用上述方法編程在全自動曲軸圓角滾壓機上和V 鐵台架以及ADCOL 檢測儀對滾壓強化並進（jìn）行校直的樣本曲軸上進行測試，所測到的主軸徑最（zuì）大跳動量如表1 所示。

     樣本曲軸經（jīng）ADCOL 檢測儀檢測（cè）的直線度報告界麵圖如圖6 所示。

4 結（jié）論

     對檢（jiǎn）測結果進行分（fèn）析，發現用該方法處（chù）理後機床測量係統測量的主軸頸最大跳動量與V 架和美國（guó）ADCOL 檢測儀檢測結果極為相（xiàng）近。采用該方法成功地處理了在線發（fā）動機（jī）曲軸全自動圓角滾壓機直線度檢測問題，取得了滿意的結果。實踐證明，該方法在工程實際應用（yòng）中可滿足（zú）使用要（yào）求的精（jīng）度，是完全可行的。